1
Изобретение относится к металлур гни, в частности к химико-термической обработке металлов и сплавов, и может быть примен- но в качестве состава для нитроцементации деталей в продуктах его пиролиза.
Известен состав на основе триэтаноламина для газовой нитроцементации ij , содержащий следующие компоненты, вес.%:
Уксуснокислый аммо-
НИИ 2,5-6,0
аммо3-10
ни0,5-1,2
1-12 Остальное
Недостатком данного состава является образование смолистых отложений при разложении триэтаноламина в интервале температур 200300 С, затрудняющих насьщение металла азотом и углеродом. Это значительно усложняет технологию ведения процесса нитроцементации и отрицательно сказывается на качестве упрочненного слоя.
Наиболее близким к предлагаемому по техническчэй сущности и достигаемому эффекту является состав для газовой нитроцементации, состоящий из водного раствора карбамида в триэтаноламине при соотношении от 1:2 до 1:1. Концентрация карбамида в растворе составляет 2,00 - 1500 г на 1 л воды.
Этот состав сравнительно жидкотекуч, уменьшает саже- и смолообразование триэтаноламина и обладает повьшенной цианирующей способностью 2 .
Недостатком данного состава является сохранение саже- и смолообразования при разложении триэтаноламина, что затрудняет насьщение металла азотом и углеродом, снижает активность насьпцающей среды и ухудшает технологические свойства состава.
Цель изобретения - повышение насьш1ающей способности и улучшение технологических свойств состава.
Поставленная цель достигается тем, что состав для газовой нитро11425242
цементации стальных изделий, содержащий карбамид и воду, дополнительно содержит гипосульфит натрия при следующем соотношении компонентов, с вес.%:
нат8-169-27 Остальное
Приготовленный раствор, состоящий из воды питьевой ГОСТ 2874-73, карбамида марки Б ГОСТ 2081-75 J5 и гипосульфита натрия ГОСТ 244-76, подогревают и специальной капельнице до 80-90 С и периодически подают .в виде капель в реакционное пространство печи при температуре печи 540-620°С. При зтом имеет место процесс пиролиза карбамида-и разложение гипосульфита натрия.. Наличие в атмосфере печи продуктов пиролиза карбамида и гипосульфита нат5 рия исключает саже- и смолообразование и обеспечивает интенсивное насыщение обрабатываемого металла азотом, углеродом и серой.
Введение в состав гипосульфита натрия значительно повышает его технологические свойства, так раствор без гипосульфита натрия начинает кристаллизоваться при 80 С, что резко снижает его жидкотекучесть и ухудщает равномерную подачу в реакционное пространство печи. При содержании гипосульфита натрия признаки кристаллизации раствора появляются только при 60°С. Кроме того, при охлаждении раствора без гипосульфита натрия образуется твердая губчатая масса, увеличенная в объеме в сравнении с жидким состоянием. Это усложняет хранение и дальнейшее использование приготовленного состава, ,так как требуется специальная тара для его хранения, а губчатое строение значительно затрудняет его разогреваниедо рабочего состояния. Полное растворение состава происходит при температуре вьш1е 95 С.Причем разогрев сопровождаетСЯ интенсивным испарением воды и изменением состава.
Предлагаемый состав с гипосульфитом натрия в процессе кристаллизации не увеличивается в объеме, представляет собой монолит и легко
3
разогревается до рабочего состояния при 70°С.
После повторного разогрева соста также обладает высркой жидкотекучестью и пригоден для нитроцементации.
Пример . Образцы размером 10-Ю-40 мм, изготовленные из стали 38ХМЮА, подвергались нитроцементации в продуктах пиролиза карбюризатора предлагаемого состава. Перед загрузкой в реторту печи образцы обезжиривались в бензине.
В подогреваемый бачок, смонтированный с капельницей, загружали, вес.%: гипосульфит натрия 16, карбамид 67; вода 17 нагревали до 80°С. В дальнейшем зта температура раствора автоматически поддерживалась на всем протяжении процесса.
При достижении температуры печи порядка 400 С начинали вводить подогретьй раствор в реторту печи со скоростью 30-40 кап/мин. Время отсчета начала вьщержки фиксиро425244
валось по достижению температуры печи 540°С.
При этой температуре образцы выдерживались 2ч. Давление газов 5 в реторте 30-70 мм вод,ст. После вьщержки нагреватели печи отключались, образцы из реторты извлекались при температуре печи 200 С. Результаты насыщения оценивались
10 по строению, глубине и микротвердости диффузионного слоя. С этой целью использовались оптический спектрограф ИСП-28, микротвердомер ПМТ-3 и микроскоп МИМ-8.
15 Аналогичным образом были приготовлены пять различных составов и проведены сравнительные испытания образованного слоя на образцах в сравнении с известным составом
20 по прототипу.
В таблице представлены результаты сравнительных испытаний предлагаемого и известного составов.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СОСТАВ ДЛЯ НИТРОЦЕМЕНТАЦИИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ | 2006 |
|
RU2314363C1 |
Карбюризатор для газовой нитроцементации стальных деталей | 1988 |
|
SU1507860A1 |
Состав для газовой нитроцементации стальных изделий | 1989 |
|
SU1694690A1 |
Карбюризатор для высокотемпературной нитроцементации | 1980 |
|
SU954515A1 |
Карбюризатор для газовой нитроцементации | 1974 |
|
SU524859A1 |
СПОСОБ НИКОТРИРОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ И ИНСТРУМЕНТА | 2003 |
|
RU2237744C1 |
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ИНСТРУМЕНТА ИЗ БЫСТРОРЕЖУЩЕЙ СТАЛИ | 1992 |
|
RU2041280C1 |
СПОСОБ НИТРОЦЕМЕНТАЦИИ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ | 1990 |
|
RU2020188C1 |
Карбюризатор для газовой низкотемпературной нитроцементации стальных изделий | 1977 |
|
SU740863A1 |
СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ РЕЖУЩЕГО И ФОРМООБРАЗУЮЩЕГО ИНСТРУМЕНТА ИЗ ТЕПЛОСТОЙКИХ ХРОМИСТЫХ СТАЛЕЙ | 2001 |
|
RU2205892C1 |
СОСТАВ ДЛЯ ГАЗОВОЙ НИТРОЦЕМЕНТАЦИИ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ-, содержащий карбамид и воду, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения насыщающей способности и улучшения его технологических свойств, он дополнительно содержит гипосульфит натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%: 8-16 . Гипосульфит натрия 9-27 Вода Карбамид Остальное
Триэтаноламин
)
Карбамид (NH )СО
Вода Н20
Гипосульфит натрия
Глубина карбонитридного слоя, мкм
Общая глубина слоя, мм
Температура плавления, с
Периодичность очистки отводящих трубопроводов печи от сажи азотирования и смолистых веществ, ч Относительное изменение объема карбюризатора при охлаждении до комнатной температуры по отношению к объему расплава
65
70
75 78
18 12
27 8
95 16 17
9 10
12 11 0,48 0,55
0,54 0,49 62 60
60 60
12
10 10
1 1
Сравнительный анализ показал, что оптимальное содержание гипосульфита натрия составляет 8-16 вес.%, так как содержание менее 8 и более 16% приводит к снижению глубины диффузионного слоя.
Таким образом, использование предлагаемого карбюризатора упрощает технологию нитроцементации и интенсифицирует процесс в целом.
Результаты металлографических исследований свидетельствуют о том, что диффузионный слой, полученный в продуктах пиролиза известного состава, состоит из карбонитридной зоны и зоны диффузии азота с микротвердостью соответственно 948010300 и 4580-5680 МПа.
Строение структуры слоя, полученного в продуктах пиролиза предла
гаемого состава, отличается наличием над карбонитридной зоной сульфидной, состоящей преимущественно из сульфидов железа. Микротвердость этой зоны - 2850-3800 МПа, карбонитридной - 10390-12280 МПа, а зоны диффузии азота 5560-6410 МПа.
Анализ результатов проведенных исследований позволяет сделать вывод, что предлагаемый состав обладает высокой насыщающей способностью. Диффузионные слои отличаются повыщенной глубиной и твердостью. Кроме того, наличие на поверхности более мягкого тонкого слоя сульфидов железа способствует хорошей прирабатываемости и увеличению срока службы сопряженных трущихся деталей.
Печь для непрерывного получения сернистого натрия | 1921 |
|
SU1A1 |
Карбюризатор для газовой низкотемпературной нитроцементации стальных изделий | 1977 |
|
SU740863A1 |
Прибор для равномерного смешения зерна и одновременного отбирания нескольких одинаковых по объему проб | 1921 |
|
SU23A1 |
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов | 1917 |
|
SU2A1 |
КАРБЮРИЗАТОР ДЛЯ ГАЗОВОЙ НИТРОЦЕМЕНТАЦИИ КОНСТРУКЦИОННЫХ И БЫСТРОРЕЖУЩИХ СТАЛЕЙ | 0 |
|
SU370277A1 |
Прибор для равномерного смешения зерна и одновременного отбирания нескольких одинаковых по объему проб | 1921 |
|
SU23A1 |
Авторы
Даты
1985-02-28—Публикация
1983-07-25—Подача